面向5G大容量业务的超高速传输标准及技术探讨

2018-03-22韦猛

数字通信世界 2018年3期

韦猛

（河南省信息咨询设计研究有限公司，郑州　450000）

第五代移动通信是5G的全称，它是未来网络发展的必然趋势，对目前的通信传输技术做出了重大贡献。5G网络可以极大提升用户的上网体验，用户可以充分享受高清视频、云桌面、物联网等带来的服务。5G网络对于带宽、容量以及灵活性等方面有极高的要求。5G网络通过采用多载波、高阶调制等技术可以实现大带宽；通过采用空分复用以及频段扩展等技术实现了高容量。此外，5G网络还具有低时延和灵活性强等优势。随着5G网络以及各种关键技术的出现和发展，目前通信网络和传输技术的发展重点是如何采用有效措施来提升光传送网传输能力。

1　线路传输速率技术

1.1　多载波技术

多载波技术的应用可以显著提高系统传输容量。双载波方式可以极大提高频谱的传输效率，提升幅度高度165%，而且这种技术具有较高的成熟度，可以传输较远的距离。单载波方式的技术难度比较大，不仅需要较高的成本，而且传输距离有限。

1.2　灵活栅格技术

灵活栅格技术有利于提高频谱的使用效率。灵活栅格技术利用频域方法替代了传统的时域方法，从而有效提升了波长路由光传送网的高效性和灵活性。灵活栅格技术可以跟怒每条光路的动态要求来对参数进行调整，可以承载各种各样的数据速率，能够实现频谱资源的弹性分配。同时，利用软件定义对网络硬件资源的可编程控制可以改善波分复用技术的劣势，比如，光通道灵活性不足、传输自适应能力较低等。灵活栅格技术中的载波有两种形式：其一是微栅格，其二是无栅格。灵活栅格光网络至少可以提升5%的频谱利用率，最高提升率可达95%。

2　系统传输容量技术

2.1　频谱扩展技术

密集波分复用技术主要是通过利用光纤的C波段作为工作波长的。现有的波长存在浪费资源和信号串扰的弊端，所以为了进一步提升系统容量，可以使用C+L波段来实现信号的传输过程。虽然应用频谱扩展技术可以极大扩充传输容量，但是因为两个波段波长存在较大的差异，所以系统中诸如激光光源以及光放大器等器件的工作带宽都应该随之进行调整，这就对技术提出了更高的要求。

2.2　空分复用技术

随着单模光纤传输容量的显著提升，空分复用技术开始得到行业内的广泛关注。空分复用技术可以在一定的空间范围内同时传输多路信号，不仅能够有效抑制非线性效应，还能极大提高传输系统容量。空分复用技术有多种实现方式，第一，多芯光纤。多芯光纤具有防干扰能力强和防止能量泄露的优势。第二，多模光纤。多模光纤可以通过不同模式来承载不同的信号，实现各高阶模式的独立传输，防止出现相互干涉的情况。第三，空间光学器件模式复用。这种形式同样可以实现相互独立、互不干扰的传输通道。就目前空分复用技术的应用现状来看，多芯光纤的应用最为广泛。但是空分复用技术受到光放大器和信号串扰等问题的限制，未来将突破重点放在这几方面。

3　光网络安全保障技术

目前网络信息呈现出爆炸式增长的趋势，再加上光网络不断升级的发展形势，使得我国目前的网络安全面临着严峻的挑战。量子通信的应用可以有效制约光纤传输网络非法窃听等行为给网络安全带来的负面影响。量子秘钥分发技术可以用过安全性极高的通信密码加强对点对点通信方式的安全。在诱骗态提出之后，量子秘钥技术得到了实质性的发展，进一步突破了经典密码学中的秘钥拓展问题。如果将高效超低噪声单光子探测器和新型超低损耗光纤，可以进一步延长安全传输的距离，这对网络的安全发展无疑是一个巨大的突破。